CE08 - Matériaux métalliques et inorganiques et procédés associés

Calcul contrôlé des caractéristiques des défauts ponctuels dans les allliages à haute entropie – CoCoA

Résumé de soumission

Les alliages à haute entropie (AHE) constituent une nouvelle classe d'alliages métalliques multicomposants à forte concentration, stables à l'état de solution solide, et cristallisant dans des systèmes très simples. Les AHEs élaborés jusqu’à présent couvrent une grande partie de la classification périodique des éléments, puisque l’on rencontre des HEAs de métaux de transition, de métaux nobles, d’élements légers, ou encore d’éléments réfractaires. Ils possèdent des propriétés mécaniques exceptionnelles, une diffusion très lente (bloquant les potentielles transformations de phases), une grande résistance aux dommages d’irradiation et à la corrosion. Ces qualités en font des matériaux particulièrement attractifs pour les applications industrielles.
Ces matériaux sont intrinsèquement complexes, en raison du grand nombre d’éléments tous présents en forte concentration: ils présentent un désordre important de nature chimique, structurale (distortions) et éventuellement magnétique. Par conséquent, ce sont des matériaux difficiles à appréhender tant du point de vue théorique que des simulations numériques, qui traitent plus traditionnellement les matériaux dilués.
Les défauts ponctuels jouant un rôle primordial dans les propriétés des matériaux, le calcul de leurs caractéristiques doit se faire précisément, et préférentiellement par méthode ab initio. Cependant, les différents environnements chimiques et structuraux impliquent une distribution statistique de ces caractéristiques, ce qui constitue un point bloquant pour les calculs ab initio, limités à quelques 100 atomes. La représentativité du désordre et l'échantillonnage correct des grandeurs calculées ne sont plus assurés. De plus, les champs élastiques à longue portée associés aux défauts ponctuels posent un problème de convergence supplémentaire.
L'objectif de ce projet est donc fiabiliser le calcul ab initio de caractéristiques de défauts ponctuels dans les AHEs. Ceci comprend la compréhension fine de ce qui pilote la morphologie des distributions de caractéristiques de ces défauts, ainsi que la modélisation, correction et quantification des erreurs associées aux effets de taille de boite finie dans ces systèmes. La connection entre la morphologie des distributions, et deux propriétés des AHEs, le durcissement par solution solide et la diffusion, sera finalement réalisée.

Coordinateur du projet

Madame Celine Varvenne (Centre National de la Recherche Scientifique DR12 Centre Indisciplinaire de Nanoscience de Marseille)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

CINaM Centre National de la Recherche Scientifique DR12 Centre Indisciplinaire de Nanoscience de Marseille

Aide de l'ANR 222 912 euros
Début et durée du projet scientifique : - 48 Mois

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